首款超高温海王星– LTT 9779b –是大自然不可能的行星之一

超热海王星。

一个国际天文学家团队，包括来自沃里克大学的一个团队，已经发现了第一个超热海王星行星，它绕着附近的LTT 9779恒星运行。

世界绕着恒星运动如此之近，以至于它仅持续19个小时，这意味着恒星辐射将行星加热到1700摄氏度以上。

在这样的温度下，铁之类的重元素可以在大气中被离子化，而分子则可以解离，这为研究太阳系外行星的化学性质提供了一个独特的实验室。

尽管世界的重量是海王星的两倍，但它也稍大一些，因此密度也差不多。因此，LTT 9779b应该具有约28个地球质量的巨大核，并且大气层应构成总行星质量的9％。

该系统本身大约是太阳年龄的一半，大约有20亿年的历史，并且在强烈的辐射下，不会像海王星那样的行星将其大气层保持这么长时间，这是一个令人着迷的难题。这样一个不太可能的系统是怎么来的。

LTT 9779是一颗太阳般的恒星，位于260光年的距离，以天文数字来说，仅是一箭之遥。它富含超级金属，其大气中的铁含量是太阳的两倍。这可能是一个关键指标，表明该行星原本是一个更大的气体巨人，因为这些天体优先靠近铁丰度最高的恒星形成。

行星外行星测量卫星（TESS）初步表明了该行星的存在，这是其任务的一部分，目的是发现绕行的小型行星行星和遍布整个天空的明亮恒星。当行星直接在其母恒星的前方通过，从而遮挡了某些星光时，便会发现这种过渡现象，而被遮挡的光量则揭示了同伴的大小。这样的世界一旦得到充分证实，就可以让天文学家研究其大气，从而对行星的形成和演化过程有更深入的了解。

2018年11月上旬，使用安装在智利北部ESO la Silla天文台3.6m望远镜上的高精度径向速度行星搜索器（HARPS）仪器进行的观测，迅速确认了这一传输信号源自行星质量体。 。HARPS使用多普勒摇摆法测量行星质量和轨道特征（如周期）。当发现有物体经过时，可以组织多普勒测量以有效地确认行星的性质。就LTT 9779b而言，该团队仅经过一周的观察便能够确认该行星的真实性。

华威大学是下一代过境调查（NGTS）联盟中的领先机构，其位于智利Paranal的望远镜进行了后续观察，以帮助确认该行星的发现。华威大学物理系的乔治·金博士致力于研究结果的分析。

他说：“当我们的NGTS望远镜确认来自这个令人兴奋的新星球的传输信号时，我们感到非常高兴。亮度下降仅为百分之一的十分之二，很少有望远镜能够进行如此精确的测量。”

智利大学天文系的詹姆士·詹金斯（James Jenkins）教授率领研究小组说：“在TESS任务的早期就发现了LTT 9779b，这完全是一个惊喜。一次成功的赌博。周期少于一天的大多数过境事件都是假阳性，通常是背景使双星黯然失色。”

LTT 9779b确实是一种罕见的野兽，存在于行星参数空间的人烟稀少的地区。“行星存在于被称为“海王星沙漠”的地方，当我们观察行星质量和大小的人口时，该区域就没有行星。尽管冰冷的巨人似乎是行星形成过程的一个相当普遍的副产品，但事实并非如此，它们离恒星非常近。我们相信，这些行星会随着宇宙时间而脱离大气层，最终成为所谓的“超短周期”行星。詹金斯解释道。

金博士的计算证实，LTT 9779b的气氛应该通过称为光蒸发的过程除去其气氛。他说：“年轻的母恒星发出的强烈的X射线和紫外线会加热行星的高层大气，并应该将大气中的气体驱赶到太空中。”另一方面，金博士的计算结果表明，对于LTT 9779b来说，没有足够的X射线加热能力，因此无法成为一个更大的气体巨人。他解释说：“光蒸发应该导致裸露的岩石或气体巨人。”“这意味着我们必须尝试一些新奇的事物，以解释这个星球的历史。”

詹金斯教授评论说：“行星结构模型告诉我们，地球是一个由巨核控制的世界，但至关重要的是，应该存在两到三个地球质量的大气气体。但是，如果恒星这么老，为什么根本不存在任何气氛呢？好吧，如果LTT 9779b以气体巨人的身份开始生活，那么称为Roche Lobe Overflow的过程可能会将大量的大气气体转移到了恒星上。”

罗氏裂片溢流是行星离恒星如此之近的过程，恒星更强的引力可以捕获行星的外层，使其转移到恒星上，从而显着减小了行星的质量。模型预测的结果类似于LTT 9779系统的结果，但它们也需要进行一些微调。

“也可能是LTT 9779b在当天晚些时候到达了其当前轨道，因此没有时间被剥夺大气层。与系统中其他行星的碰撞可能会将其向内射向恒星。的确，由于这是一个如此独特和稀有的世界，所以更多的奇特场景可能是合理的。”Jenkins添加了。

由于这颗行星似乎确实有很大的大气层，并且绕着一颗相对明亮的恒星运行，因此，对行星大气层的进一步研究可能会揭开与这些行星的形成方式，如何演化以及它们的详细信息有关的一些谜团。由。詹金斯得出结论：“地球非常热，这促使人们寻找比氢和氦重的元素以及电离的原子核。令人震惊的是，认为这个“不可能的星球”如此罕见，以至于我们找不到像它这样的实验室来详细研究超高温海王星的性质。因此，我们必须在未来的几年中使用天基和地基仪器从粗糙的钻石中提取出每盎司的知识。

参考：James S. Jenkins，MatíasR.Díaz，NicolásT. Kurtovic，NéstorEspinoza，Jose I. Vines，Pablo A.PeñaRojas，Rafael Brahm，Pascal Torres，PíaCortés-Zuleta，“海王星沙漠中的超热海王星”， Maritza G. Soto，Eric D.Lopez，George W.King，Peter J.Wheatley，Joshua N.Winn，David R.Ciardi，George Ricker，Roland Vanderspek，David W.Latham，Sara Seager，Jon M.Jenkins，Charles A. Beichman，Allyson Bieryla，Christopher J.Burke，Jessie L.Christiansen，Christopher E.Henze，Todd C.Klaus，Sean McCauliff，Mayuko Mori，Norio Narita，Taku Nishiumi，Motohide Tamura，Jerome Pitogo de Leon，Samuel N.奎因，耶稣贝利斯，弗朗索瓦·布奇，克劳迪娅·贝拉迪，爱德华·布莱恩特，马修·伯利，胡安·卡布雷拉，莎拉·凯斯韦尔，亚历山大·乔舍夫，本杰明·库克，菲利普·E igmüller，Anders Erikson，Emma Foxell，BorisT.Gänsicke，Samuel Gill，Edward Gillen，MaximilianN.Günther，Michael R.Goad，Matthew J.Hooton，James AG Jackman，Tom Louden，James McCormac，Maximiliano Moyano，Louise D. Nielsen，Don Pollacco，Didier Queloz，Heike Rauer，Liam Raynard，Alexis MS Smith，Rosanna H.Tilbrook，Ruth Titz-Weider，Oliver Turner，StéphaneUdry，Simon。沃克（R.Walker），克里斯托弗·沃森（Christopher A.Watson），理查德·G·韦斯特（Richard G.West），恩里克·帕尔（Enric Palle），卡尔·齐格勒，尼古拉斯·劳（Nicholas Law）和安德鲁·W·曼（Andrew W.Mann），2020年9月14日，自然天文学。
10.1038 / s41550-020-1142-z

詹金斯教授的研究是由国立德萨罗洛基金会和Tecnológico基金会以及Astrofísica和TecnologíasAfines基金会资助的